電源開關介紹發展現狀

電源開關介紹進展現狀
1，功率線性淘汰

具有更線性功率技術上很大的優勢，節約空間和用于使頻率變壓器，體積小，重量輕，高可靠性和成本效益的，易于實現各種不同的輸出功率的頻率的材料的開關電源。隨著不斷提高的同時進展和高頻濾波的高頻開關電源的開關頻率，原困擾輸出紋波的開關電源是克服這些問題，該開關電源的輸出紋波可比線性功率，使各線性電力工業淘汰。

如圖2所示，開關頻率已經達到的階段兆赫

由于高頻開關電源自1970年代以來，打破20千赫，隨著技術的進步，其產品的頻率飆升至500kHz?1MHz的。許多國家在世界上致力于高頻開關電源的研發MHz的水平。我國在這方面的研究相對滯后，但已經取得了一些成果。

3，小型化的快速進展

通過分析和高頻開關電源證明的原理實際應用中，是成反比的平方根用于電源，電感電容，并且變壓器電源頻率的質量和尺寸。根據該原理，對高頻開關電源的頻率增加不可幸免地導致了減小的體積。電源的小型化使產品更輕，節約材料消耗，降低成本，有一個特別重要的經濟價值。

如圖4所示，效率大大提高

由于采納了多種新技術，是世界上高頻率的95％，開關電源的效率或更多，6kW的通信效率開關電源的應用國內軟交換技術的制造已經達到了93％。

5，增加的頻率和體積減小不可幸免地面臨許多挑戰

隨著開關頻率的增加，會帶來很多負面影響，包含在開關元件和無源元件的損失變大，高頻寄生元件和電磁干擾（EMI）等，必須考慮兩者。

6，軟交換技術的進展和應用的不斷成熟

由于在開關的軟開關損耗在理論上可以降低到零，該技術始終是一個研究的熱點。該電路可分為：準諧振電路，零和零切換PWM轉換電路PWM電路。目前成熟的技術的進展和應用包含：有源鉗位ZVS軟開關技術和全橋相移ZVS軟開關技術，效率高達90％。

如圖7所示，軟開關和硬開關技術相結合，以達到更好的效果

交換技術出現的硬開關技術不逐漸下降，通過和軟交換技術相結合，充滿新的活力對比。零開關電壓電流轉換（該ZCT）和一個零電壓轉換（所述ZVT）技術，都小開關損耗的軟開關，低EMI，高頻率，高效率，節能和其它優點和硬切換，電流容量評級體積小，易于實現濾波的優點。

圖8中，同步整流大大提高開關電源的的變換效率

通過使用導通電阻同步整流特別低（小于3MΩ）MOSFET的，作為逆變器之后整流裝置替代傳統的二極管，由操縱器和具有相位同步同步的柵極驅動信號所產生的整流電壓整流器的操縱工作，這種方法可以大大降低整流損耗，主要用在低電壓高電流電源轉換器。

如圖9所示，高頻有源功率因數校正（PFC）技術，有效地提高功率因數

頻率切換電源作為AC線是非線性負載，通過從電力傳輸線出來的污染的輻射，造成很大的損害生成的諧波電流。 PFC技術可有效地降低高頻開關電源電網的污染，主要使用是有源PFC技術。一種高頻電源的有源PFC技術的正弦輸入電流以實現和保持相同的相位和輸入功率源，諧波抑制的目的。目前，主要的有源PFC技術包含兩個單級PFC PFC技術和兩種技術。

如圖10所示，電磁兼容性（EMC）的設計技術，有效地降低電磁干擾的頻率開關

由于高頻開關電源的結構特征，所述電源開關的切換，并產生浪涌噪聲輻射噪聲或傳導噪聲被發送到外部裝置，從而引起電磁干擾期間伴隨急劇的電壓和電流的變化（EMI）問題。 EMC設計技術可以有效地解決這一問題。目前電源的三個重要技術的EMI抑制，包含新的周期擴展，亂撒和隨機擴散。正在開發的FM商品周期已經應用到電源，后兩種調頻技術。

11，一種模塊化電源電路，所述電源系統，以提高的質量

目前，為了便于設計者靈敏使用的各個功能模塊，提高生產效率，降低成本，提高可靠性，并減少體積，制造商將PFC，ZVS，ZCS，PWM操縱，和一個平行的電流操縱相移全橋操縱的操縱功能被集成在專用芯片，電源和操縱，驅動器，愛護開關裝置中，構成模塊中的檢測電路包功率電子模塊。此外，操縱的廠商，功率半導體器件和信息傳輸功能的全部集成在一個模塊中，通過去除常規接線和電，熱，結構設計的優化，以減小尺寸和提高目的的可靠性寄生效應。

12，單個高功率輸出不限制功率的國內功率的領域中的應用

目前，高功率的高頻開關電源的產品是罕見的，性能差，大于20千瓦，在國內電力的高頻開關電源的單機容量是極其罕見的，輸出電流一般是在單1000A以下。這些問題導致國內冶金和化學電源高頻開關電源是必需的（幾百千瓦或幾MW）電力領域還沒有得到應用。主電源頻率的開關電源電路的基本的配置中，兩個重要的因素：電子裝置和磁性裝置功率的輸出功率并不高，主要瓶頸阻礙功率提升。

13，分布式電源系統大大升壓電源輸出

通過在平行流動系統上運行的高頻開關電源模塊的方式分布式系統中采納，N + M冗余和熱交換，使得每個電力轉換器，以減少處理較小的電應力，突破瓶頸的單個輸出功率不大夠了，輸出功率提升到幾十甚至幾百千瓦千瓦，大大提高了系統的可靠性。此外，各種這樣的系統的可擴展輸出功率，降低了開發成本。

如圖14所示，數字PWM反饋操縱回路的實際應用

的數字技術（EDA）技術，單芯片技術和數字信號處理器（DSP）技術，軟件和硬件設計數字電源進展，可以基于電子設計自動化，數字PWM反饋操縱環取代模擬電路。 DSP通過內置PID算法來生成主功率轉換器的數字波形的PWM操縱;和A / d轉換芯片等CPLD檢測系統的電流，電壓和溫度的參數，由內部調整處理輸出的PWM信號，以及各種調節的電源輸出的愛護功能，而且同步同步整流電路的精確操縱。

15，基于數字技術的電源治理和通訊功能開發，以提高產品性能

通過該接口，外部鍵盤和一個液晶顯示器，人機交互數字頻率開關電源電路;接口，如RS232或通過RS485串行端口,,遠程遙測主計算機CAN總線進行數據通信。數字電源的網絡接口，輕松實現在線維護和自我升級，大大提高了產品的可靠性和使用壽命。

16，數字技術來促進產品設計

數字集成電路，數字操縱芯片和先進的EDA技術，單片機技術和DSP技術的各種功能使設計人員能夠擺脫過去的，復雜的模擬電路設計，專注于提高電源產品的質量，性能和功能。通過使用計算機輔助設計（CAD）工具，包含TOPS-女巫（PROTEL），DXP等電路設計軟件，可以提高開發效率的電源產品，縮短開發周期。流行的仿真軟件，如Pspice的和Matleb不高頻寄生高頻開關電源的完全仿真，只能提供在以前的研究提供參考，而不是一個完整的仿真設計。

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